Sintesis, caraterización y aplicaciones tecnológicas de nanopartículas de yoduro de mercurio

Abstract

EI trabajo de esta Tesis parti6 de la necesidad de controlar el primer paso del crecimiento de pelfculas cristalinas sobre sustratos amorfos, la nucleaci6n, de aplicaci6n como detectores de radiaci6n ionizante para imagenologfa. Controlando este proceso se puede obtene~ una pelicula cristalina con una determinada orientaci6n que resultara en una mejora de las propiedades electricas y de respuesta a la radiaci6n de los detectores con ellas construidos. Se comenz6 por la sintesis de nanoparticulas (NP) de Hgb con la intenci6n de utilizarlas para hacer nucleaciones sobre sustratos amorfos (vidrio, "floating glass") empleando la tecnica de spin coating. Para las sfntesis de estas NP se emplearon diferentes metodos, siendo todos ellos metod os quimicos y en soluci6n, como microondas, solvotermico, en soluci6n en octadeceno (ODE) y con tratamiento hidrotermico. Los resultados mas alentadores fueron obtenidos con el metodo en soluci6n en ODE y con. tratamiento hidrotermico. Para el estudio de los parametros del metoda de sintesis de NP de Hgb en ODE se vari6 la temperatura de sfntesis, el tiempo de sfntesis, el tamario de partfcula de la fuente de yodo y se estudi6 la influencia de agentes coordinantes ("capping agents"). Por otro lado, para las muestras con tratamiento hidrotermico, los parametros estudiados fueron el tiempo y la fuente de yodo (KI 0 Nal). Algunas muestras seleccionadas, obtenidas por ambos metod os fueron primeramente estudiadas por difracci6n de polvo de rayos X (XRD) para confirmar la obtenci6n de la fase tetragonal del Hglz. Ademas, se estudi6 a partir de estos difractogramas el tamario promedio de las nanoparticulas (empleando la f6rmula de Scherrer), y tambien el desplazamiento en las posiciones de los maximos de difracci6n para determinar una posible contracci6n 0 expansi6n de la celda unidad del nanomaterial. En algunos casos las muestras tambien fueron caracterizadas por microscopfa electr6nica de barrido, espectroscopia de energfa dispersiva, por microscopia electr6nica de transmisi6n de baja yalta resoluci6n y por difracci6n de electrones. Estos estudios permitieron la determinaci6n de la composici6n, la morfologfa, el tamario, la cristalinidad y cuando fue posible, la orientaci6n cristalina de las nanopartfculas. Las muestras de NP de Hgb tambien fueron sometidas a estudios de absorbancia UVVVis y tambien de reflectancia difusa UV-Vis. Se determin6 a partir de este ultimo el ancho de banda de energia prohibida del nanomaterial para su aplicaci6n en celdas solares hfbridas polimerico-inorgan icas. Las mejores muestras obtenidas fueron seleccionadas para analizar la nucleaci6n mediante la deposici6n de estas sobre sustratos de vidrio, empleando la tecnica de spin coating. Estas nucleaciones fueron caracterizadas por microscopia de fuerzas at6micas determinando asi la distribuci6n de tamario de las NP (nucleos). Y finalmente, se estudi6 una de las posibles aplicaciones tecnol6gicas de las NP de Hg12, como detectores de radiaci6n ionizante. En este caso se hicieron "pellets" de NP y con ellas se construyeron detectores. Se estudi6 su resistividad y se expusieron estos detectores a la radiaci6n X y y proveniente de una fuente 241Am con blindaje de la radiaci6n alfa. Por 10 expuesto anteriormente, esta Tesis cuenta con una Introducci6n que trata los detector de radiaci6n ioniza